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紅光獎專欄

光越科技(深圳)有限公司
入圍:激光加工頭創新貢獻獎

來源:激光制造網2021-04-14


超快激光空間耦合光纖傳輸系統

主要用途:將超快激光的空間輸出方式變成光纖輸出方式,該系統優點在于調試簡單、成本低、占空間小、安全性高。

該產品上市時間為2020年4月份。

QQ圖片20210414205514.jpg


產品主要技術指標描述

1.承受平功率:≤100W,2.聚焦角調節范圍:2°~25°,3.中心波長:1060±20nm

4.耦合效率:≥90%,5.耦合效率穩定性:≤1%,

6.可承受最大脈沖能量@800kHz:50μJ,7.可承受脈沖寬度:0~400fs


產品特點

兼容性:

該系統分為兩部分:耦合模塊和光纖傳能接頭,其中耦合模塊有三塊可移動透鏡,通過調節透鏡間距,可使耦合模塊適配不同光斑尺寸的超快激光;傳能光纖頭為一段雙頭傳能光纖,一端與耦合模塊連接用來耦合超快激光,一端可與其他加工接頭適配連接。因光纖具備穩定波導結構和柔性可折彎的特性,賦予了超快激光加工極大的可靠性和靈活性。針對不同波長的超快激光器,選用不同的光纖即可達到傳輸要求。


先進性:

1、 可將超快激光由空間光耦合到光纖輸出:

高功率的超快激光器主要為自由空間光輸出,光路調試復雜、安全性差、加工不靈活等缺點。通過耦合模塊,將空間超快激光耦合進光纖,極大的彌補了空間光加工調試的不足,加工靈活性顯著提高。

2、 熱處理性能優異,穩定的傳輸高功率超快激光:

研發團隊優化了傳能光纖接頭的熱處理性能,提高了傳能接頭內部結構的穩定性,保障了耦合效率不因激光功率的提高出現較大幅度的衰減。應用于更高功率激光的耦合模塊,傳能光纖接頭設計了水冷結構,進一步保證了工作時的熱穩定性。

3、 設置氣路控制光子晶體光纖內部氣壓實現激光參數調節

本產品在光纖接頭中設計了氣路與內部聯通,可通過氣路對接頭內部光子晶體光纖充氣加壓或者抽氣減壓,用來調節光纖的非線性效應、控制超快激光帶寬、或者進行脈寬壓縮。


產品創新

技術團隊:研發團隊人員中博士學位2人、碩士學位3人、其余人員均為本科以上,相關的授權實用新型專利3項,目前處于公開實審的發明專利12項。

技術來源:獨立自主研發


創新點:

QQ圖片20210414205645.jpg

圖1 傳能光纖頭散熱仿真優化


1.? 通過將空間光耦合進光纖輸出,結合了固體激光器和光纖輸出的優勢;

2.? 通過結構優化使器件具備優良的散熱能力(已申請專利),如圖1所示。與平均功率50W的飛秒激光器配合使用時無需水冷;

3.? 該系統使用空芯光子晶體光纖作為傳輸載體,可以避免高功率超快激光在光纖中的非線性效應;

4.? 傳輸頭可定制設計,可直接與終端的激光加工頭匹配使用,也可連接配套準直鏡筒輸出準直光。

QQ圖片20210414205649.png

圖2 耦合調試模塊內部結構


將三透鏡耦合模組結構進行改進,優化調試方法,使耦合調試更加簡單高效(已經申請專利)。


市場情況

? 目前國內并無相關產品面市,國外同類產品價格昂貴,我司設計研發的該款產品具有成本優勢,已經給國內知名廠商送樣驗證,功率穩定性,耦合效率等重要參數均達到客戶要求,獲得客戶認可。高功率超快激光市場上,超快固體激光器具有成本優勢,在應用市場勢必會占據較大的份額。隨著傳能光纖耦合模塊的推出,超快固體激光器用戶均可將設備改造為光纖輸出,提高設備使用的靈活性和可靠性。超快激光加工在實際應用中展現出了極大的優勢,應用領域逐漸擴展,對高功率超快激光器的需求勢必會帶動耦合模塊的市場。隨著超快激光功率的提高和應用波長種類的豐富,傳能光纖耦合模塊需要配合衍生一系列的升級迭代產品,對于擴大市場具有積極意義。


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